Диаграммы сотрудничества

Диаграммы сотрудничества отображают взаимодействие объектов в процессе функционирования системы. Такие диаграммы моделируют сценарии поведения системы. В русской литературе диаграммы сотрудничества часто называют диаграммами кооперации.

Обозначение объекта показано на рис. 12.16.

Рис. 12.16.Обозначение объекта

Имя объекта подчеркивается и указывается всегда, свойства указываются выборочно. Синтаксис представления имени имеет вид

ИмяОбъекта : ИмяКласса

Примеры записи имени:

Синтаксис представления свойства имеет вид

Имя : Тип = Значение

Примеры записи свойства:

Объекты взаимодействуют друг с другом с помощью связей — каналов для передачи сообщений. Связь между парой объектов рассматривается как экземпляр ассоциации между их классами. Иными словами, связь между двумя объектами существует только тогда, когда имеется ассоциация между их классами. Неявно все классы имеют ассоциацию сами с собой, следовательно, объект может послать сообщение самому себе.

Итак, связь — это путь для пересылки сообщения. Путь может быть снабжен характеристикой видимости. Характеристика видимости проставляется как стандартный стереотип над дальним концом связи. В языке предусмотрены следующие стандартные стереотипы видимости:

Сообщение — это спецификация передачи информации между объектами в ожидании того, что будет обеспечена требуемая деятельность. Прием сообщения рассматривается как событие.

Результатом обработки сообщения обычно является действие. В языке UML моделируются следующие разновидности действий:

Для записи сообщений в языке UML принят следующий синтаксис:

ВозврВеличина := ИмяСообщения (Аргументы),

где ВозврВеличина задает величину, возвращаемую как результат обработки сообщения.

Примеры записи сообщений:

Когда объект посылает сообщение в другой объект (делегируя некоторое действие получателю), объект-получатель, в свою очередь, может послать сообщение в третий объект, и т. д. Так формируется поток сообщений — последовательность управления. Очевидно, что сообщения в последовательности должны быть пронумерованы. Номера записываются перед именами сообщений, направления сообщений указываются стрелками (размещаются над линиями связей).

Наиболее общую форму управления задает процедурный или вложенный поток (поток синхронных сообщений). Как показано на рис. 12.17, процедурный поток рисуется стрелками с заполненными наконечниками.

Рис. 12.17.Поток синхронных сообщений

Здесь сообщение 2.1 : Напиток : = Изготовить(Смесь№3) определено как первое сообщение, вложенное во второе сообщение 2 : Заказать(Смесь№3) последовательности, а сообщение 2.2 : Принести(Напиток) — как второе вложенное сообщение. Все сообщения процедурной последовательности считаются синхронными. Работа с синхронным сообщением подчиняется следующему правилу: передатчик ждет до тех пор, пока получатель не примет и не обработает сообщение. В нашем примере это означает, что третье сообщение будет послано только после обработки сообщений 2.1 и 2.2. Отметим, что степень вложенности сообщений может быть любой. Главное, чтобы соблюдалось правило: последовательность сообщений внешнего уровня возобновляется только после завершения вложенной последовательности.

Менее общую форму управления задает асинхронный поток управления. Как показано на рис. 12.18, асинхронный поток рисуется обычными стрелками. Здесь все сообщения считаются асинхронными, при которых передатчик не ждет реакции от получателя сообщения. Такой вид коммуникации имеет семантику почтового ящика — получатель принимает сообщение по мере готовности. Иными словами, передатчик и получатель не синхронизируют свою работу, скорее, один объект «избавляется» от сообщения для другого объекта. В нашем примере сообщение ПодтверждениеВызова определено как второе сообщение в последовательности.

Рис. 12.18.Поток асинхронных сообщений

Помимо рассмотренных линейных потоков управления, можно моделировать и более сложные формы — итерации и ветвления.

Итерация представляет повторяющуюся последовательность сообщений. После номера сообщения итерации добавляется выражение

*[i := 1 .. n].

Оно означает, что сообщение итерации будет повторяться заданное количество раз. Например, четырехкратное повторение первого сообщения РисоватьСторонуПрямоугольника можно задать выражением

1*[1 := 1 .. 4] : РисоватьСторонуПрямоугольника(i)

Для моделирования ветвления после номера сообщения добавляется выражение условия, например: [х>0]. Сообщение альтернативной ветви помечается таким же номером, но с другим условием: [х<=0]. Пример итерационного и разветвляющегося потока сообщений приведен на рис. 12.19.

Здесь первое сообщение повторяется 4 раза, а в качестве второго выбирается одно из двух сообщений (в зависимости от значения переменной х). В итоге экземпляр рисователя нарисует на экране прямоугольное окно, а экземпляр собеседника выведет в него соответствующее донесение.

Таким образом, для формирования диаграммы сотрудничества выполняются следующие действия:

1) отображаются объекты, которые участвуют во взаимодействии;

2) рисуются связи, соединяющие эти объекты;

3) связи помечаются сообщениями, которые посылают и получают выделенные объекты.

Рис. 12.19.Итерация и ветвление

В итоге формируется ясное визуальное представление потока управления (в контексте структурной организации сотрудничающих объектов).

В качестве примера на рис. 12.20 приведена диаграмма сотрудничества системы управления полетом летательного аппарата.

Рис. 12.20.Диаграмма сотрудничества системы управления полетом

На данной диаграмме представлены пять объектов, явно показаны характеристики видимости всех связей системы. Поток управления в системе включает восемь сообщений: четыре асинхронных и четыре синхронных сообщения. Экземпляр Контроллера СУ ждет приема и обработки сообщений:

q ВклРегСкор( );

q ВрРегУгл();

q ТекущСкор();

q ТекущУгл( ).

Порядок следования сообщений задан их номерами. Для пятого и седьмого сообщений указаны условия:

q включение Регулятора Скорости происходит, если относительное время полета Т больше заданного периода Т_зад;

q включение Регулятора Углов обеспечивается, если относительное время поле-^; та меньше или равно заданному периоду.